工業機器人傳統的應用是在危險和精度要求較高的工業現場,如汽車生產線的噴漆、焊接等場合。然而,隨著中國制造業人工成本的不斷升高、市場對于產品質量和效率的要求愈加苛刻等綜合因素,制造業對于自動化的需求更加廣泛,加之機器人應用的逐漸成熟、企業的認知程度的不斷提高也直接促進了工業機器人產業的迅速發展。
根據國際機器人聯合會的預測,2012至2014年,北美、中國及東南亞地區將成為工業機器人的主要需求市場,而中國市場的需求將保持年均18%左右的增長。預計到2012年,中國運行中的工業機器人可達到60,400臺,平均每年安裝將近8,000臺。按照每臺機器人平均6-8萬美元的價格計算,中國未來幾年每年的市場規模將有5-7億美元,即40億人民幣以上。
機器人在汽車領域“大顯神威”
目前,國際上工業機器人技術在制造業應用范圍越來越廣闊,但汽車工業仍是工業機器人的主要應用領域。可以說,汽車工業開啟了機器人時代,是工業機器人最傳統的應用行業。據了解,美國60%的工業機器人用于汽車生產;全世界用于汽車工業的機器人已經達到總用量的37%,用于汽車零部件的工業機器人約占24%。
ABB機器人為阿斯頓?馬丁“增光添彩”
4臺掛壁式ABB IRB 5500機器人進駐阿斯頓?馬丁,承擔起面漆和罩光漆噴涂任務,力助該品牌提升車輛涂裝品質。這批機器人工作范圍廣,適合整車涂裝,噴涂范圍涵蓋底盤和前后保險杠。“IRB 5500是整車噴涂的理想機型。”ABB機器人英國分部客戶經理Robert Low介紹說,“在項目進行的前3個月,ABB特別派遣了一名現場工程師為阿斯頓?馬丁的生產人員開展深度培訓,并提供現場技術支持。”
“在同類機器人中,IRB 5500的工作范圍最長,配合完美的高精度路徑和ABB RB 000靜電式旋杯霧化器,實現了整車表面的均勻涂覆,達到了穩定一致的高涂裝品質,并最大限度地降低了涂料消耗。”ABB集成工藝系統(即閉環過程系統IPS)實現了機器人動作與噴涂過程控制兩者間的精準協調,進一步確保涂裝質量的最優化。面漆噴涂采用彈匣式旋杯RB1000霧化器,可對直接施于水性涂料的高壓電提供有效絕緣。該系統確保每只彈匣精確填充必要用量的涂料,從而將涂料浪費減至最低。
“IRB 5500機器人與RB1000霧化器配套使用,為滿足阿斯頓?馬丁的生產需求提供了最佳解決方案。”Low評論道,“ABB業內領先的技術切實保證了阿斯頓?馬丁世界一流的涂裝品質。”
發那科機器人在上海通用東岳汽車大顯神通
2011年12月,上海通用東岳汽車三期擴建項目首輛車在新總裝車間成功下線,作為煙臺汽車產品集群的龍頭企業,通用東岳基地落戶煙臺7年以來,發展迅猛,目前產品涵蓋雪佛蘭景程、樂風、樂騁、新賽歐三廂、兩廂共5大系列26 款車,深受市場和消費者的歡迎,產銷量逐年遞增。
在產銷量猛增的同時,東岳汽車也面臨著成本的增長和市場競爭激烈的影響,特別是人工成本的逐年提高和汽車產品品質要求的不斷提升,智慧型機器人作為一個新興快速發展的產業,在通用東岳汽車生產線上大顯身手,不僅降低了生產成本而且提高了產品品質。以東岳汽車雪弗蘭汽車拼裝線為例,愛唯歐車身拼裝采用了發那科機器人所組成的全機械化的多層組裝(Layer Build)工藝生產線,其機器人的型號、系統結構、制造工藝均采用通用全球工廠相同標準。每條生產線設備由內、外總拼,共24臺身披黃色戰袍的發那科機器人組成,12秒鐘即可完成不同車型模具之間的切換,每51秒便有一臺車身下線。多層組裝(Layer Build)設備采用先進的中頻直流焊接技術,焊接精度非常高,誤差可穩定控制在±0.1 mm之間,與成年人的頭發直徑相當。
多臺FANUC機器人對車體進行焊接操作質。
先進的拼裝和焊接工藝增強了車身整體強度,使得在同樣強度要求下,車身重量下降15%。通過由機器人實行的全自動化操作,不僅避免了傳統拼合過程中對底盤部件的碰擦,同時避免了因裝配不到位引發的車輛抖動、跑偏等問題,令整車尺寸更加穩定。整個焊接車間共采用260多臺發那科機器人組成,其中不乏明星產品,比如發那科的FANUC R-2000iB/170CF緊湊型機器人,是著名的“萬能選手”,可以單獨完成焊接、搬運等各項任務;而FANUC M-900iA智慧型機器人,可以搬運260公斤至600公斤的重物,完成上下料,焊接等工序。另外發那科噴涂機器人、沖壓機器人等在各項工序中都有相應的應用。截止至2011年,東岳基地總產銷整車32.2萬輛、發動機79.4萬臺、變速箱52.1萬臺,同比增長16%、20%、25%,實現產值300億元,東岳汽車的累計產量已突破90萬輛。
機器人焊接技術在汽車工業中的應用代表了焊接工藝的一個新發展方向,而中國汽車工業使用機器人焊接系統時間不長,應用面還不廣,還有待于在實踐中結累更多經驗。區別于其他主要機器人供應商多采用OEM的方式組裝機器人,發那科自主設計和制造機器人的所有主要部件,從而在產品的相容性及品質的可回溯性方面有著無可比擬的優勢,先進的技術和完善售后服務使得發那科機器人全球累計銷售超過25萬臺以上,心無旁騖,專注于機器人和智慧型機器的研發,這種專注能確保發那科在技術、研發和產品等方面均處于領先地位,做到專業而深入的“機器人專家”,為不同的用戶提供快捷周到的服務,靈活回應客戶的定制需求。
金石機器人為汽車零件打造自動化生產線
汽車活塞加工有八大工藝,是多年來活塞加工行業通過多次的驗證修改最終獲得的智慧的結晶。在追求高效率的今天,活塞加工的自動化成為一種必然趨勢。然而國內目前并沒有活塞自動化加工的案例,而引進國外的自動化生產線存在成本過高、后期調試維護費用高等缺點。針對國內多家活塞加工企業的需求,金石機器人在技術、生產等多個部門的合作努力下,成功解決了輕負載機械手機械結構的高速性、活塞孔高精度穿銷機械手技術、機器人運動控制技術、物流系統上下料位置準確定位技術等多項技術難題,并在活塞自動化加工生產線中實現了多個創新:在活塞加工的過程中有一道工序,需要在夾具與活塞之間穿入一根特制的鋼銷,鋼銷與孔之間的間隙為0.01 mm。自主研發的高精度傳銷機械手,通過在手爪上增加浮動裝置,有效的解決了精密穿銷的難題;其次,采用的機器人控制技術是基于CoDeSys的運動控制模塊,其良好的運動控制性,能夠保證機械手各軸高速、準確、穩定的運動。金石機器人已經為山東某活塞加工企業裝備自動化生產線,截至2011年9月已經成功配備了活塞加工工序中最重要的一套上下料系統,目前該系統運行良好。該項目的其余部分將在2012年6月全部完成,這是目前國內首條汽車活塞的自動化加工生產線。